露天矿地面生产系统管理信息系统.docx
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露天矿地面生产系统管理信息系统
露天矿地面生产系统管理信息系统
露天矿地面生产系统MIS管理系统一、***信息化建设总体设计思想
***已经建立起了EAM设备管理系统，在设备静态管理上提高了公司管理水平，为领导决策提供了科学依据，本次系统改造中要坚持以EAM系统为中心，通过对机电设备动态运行的实时监控和管理，为EAM系统提供可靠的设备运行实时状态数据，充分发挥EAM设备管理系统的优势，进一步提高露天煤业的设备管理水平，以及公司信息化建设水平。
我们认为，***属于以设备管理为主型生产企业，在建设公司信息系统时，要充分考虑公司网络结构，统筹规划信息系统应用，争取以现有信息系统为中心，开发各种实用的、有利于生产管理的信息系统。
同时，要制定高瞻远瞩的信息化目标，避免信息化系统的重复建设。
因此，在建设本次设备管理系统前，我们必须形成公司信息化建设的总体规划和实施规范。
下面是我公司针对***的现状，提出的初步总体规划。
企EAM系统OA系统ERP系统业
信
息露天煤业信息系统系
实时控制系统门户统霍霍林林河河露集成平台（EAM接口、OA接口、信息系统门户接口）露应
天天用智能设备故障煤煤子产量管理系统能效管理系统能源管理系统管理系统业业系
信信统数据接口HMI接口息息系系统统开历史数据库MSSQLSERVER/IntouchInSQL实发施数平规工业实时数据库IntouchFactory据台范层COM编程接OPC服务ODBC接口自定义接口口
设地面生产控供电控制系疏干控制系油料控制系备点检系统制系统统统统层
1、***信息系统分为四个层次:
第一层:
设备层
第二层:
数据层
第三层:
应用子系统层
第四层:
企业信息系统层
每一层建设信息系统都有特定的环境和要求，各层之间又相互关联。
2、信息系统建设基于两个约束条件:
信息系统实施规范和***信息系统开发平
台。
实施规范制定了公司整体信息系统实施标准，实施方针，每一层信息系统的
每个信息系统都要遵循这个实施规范。
***信息开发平台规定了信息系统的数据录入、数据分布、数据处理方法，形
成公司层面的统一数据管理、统一数据利用方法。
3、设备层是信息系统基础数据的来源，是控制和管理的执行机构。
包括地面生
产系统的集控系统、供电系统的集控系统、水系统集控系统、油料控制系统、
设备维护检修保养系统和其它人工处理系统等。
这一层是信息系统的基础，
企业级管理的科学性、规范性依赖准确的现场设备运行数据和维护保养数据。
将直接影响领导决策的科学性、针对性。
4、数据层是设备层和管理系统层的桥梁，针对设备层数据的分散性、独立性，
数据层集中所有现场设备的实时运行数据，为管理系统的功能实现提供了可
能。
数据层通过OPC服务、DCOM服务、ODBC接口、自定义接口从设备层获
取数据，形成公司统一的工业生产实时数据库，通过数据平台的处理形成生
产系统历史数据库。
管理系统可以从实时历史数据库统一获取所需要的数据。
5、管理子系统层实现各字系统功能的具体实现，不需考虑每个子系统的数据存
放在哪里，其数据来源于数据层的统一数据。
关注功能实现并提供EAM系
统、ERP系统等企业级信息应用的接口。
作为部门级具体应用的工具，负责
指导实施现场作业计划完成。
智能故障管理系统负责完成故障发起、故障响应、故障完确认、故障总
结工作流程，形成公司故障处理专家系统数据。
并实现故障管理、故障
查询、故障统计等故障管理功能。
它集成了露天煤业地面生产系统、供
电系统、水系统、油料供给系统的故障基础数据，统一管理全公司机电
设备的故障情况。
形成的故障专家系统将为今后的故障处理提供科学的
方法和对策。
产量管理系统从集控系统中自动采集生产作业量情况，可以时分析出设
备空载、过载等设备参考作业运行系数，图形化显示现场各设备作业动
态与运转情况，形成产能和能耗曲线分析图，并提供明确分析指标。
作
为设备运行维护的考核指标。
能效管理系统通过获取设备运行用电数据、用水数据、用油数据和生产
完成情况数据，分析设备能耗及现场生产管理效果，为设备管理确定能
耗指标。
6、企业级信息系统层是露天煤业企业级应用，关注设备总体运行情况、设备采购、运行、维护保养、备品备件、资金、人员等企业管理应用。
科学计划、科学管理。
二、系统总体设计
EAM露天煤业EAM系统EAM数据库
配置管理智能故障管理系统EAM资产维修管理接口设备管理权限管理产量管理系统电量分析监测系统系统
管理系统数据库
主控监控组态控制系统接口设备运行InTouchPlatFormInTouch实时数据库InSQL历史数据库系统
DAServer数据采集
胶带运行数据破碎机运行数据故障保护数据电量数据设备层
PLC系统五项保护综保仪电量表
图6-2系统软件组成
设备管理的主要目的是用先进的计算机技术、科学的管理模式来管理企业的设备，是企业管理的一个重要组成部分。
加强设备管理，有利于企业取得良好的经济效果，也有助于对老、旧设备不断进行技术革新和技术改造，合理地做好设备更新工作，加速实现工业现代化。
本方案设计基础是EAM环境下的设备管理系统
设备管理系统的现状
设备管理系统主要管理设备整个生命周期的活动。
目前，设备管理系统可以分为三类:
一般设备管理系统、ERP中的设备管理系统和EAM下的设备管理系统，这三者之间有一定的交叉或者部分模块相同，但定位不同、侧重点也不同。
一般的设备管理系统
一般的设备管理系统主要管理设备基本台账、设备参数信息、设备档案信息、设备维修保养信息等，没有或极少与其他系统集成，比较容易形成信息孤岛。
ERP中的设备管理系统
从ERP（企业资源计划）的角度来看，设备管理的功能主要服务于企业级的业务管理，其中设备管理系统主要管理设备前期与中期业务，包括设备招投标、设备购置、设备安装调试等，以及中期的设备固定资产管理，如资产台账、资产折旧、资产变更等。
ERP内部的各个子模块已经相互无缝集成，当然其中设备管理系统作为ERP中的一部分也与其他子模块实现了有效集成。
本方案的设备管理系统
基于EAM中的设备管理更多的是关心制造过程中设备的实时状态、设备的可用能力、设备的维修状态、设备维护及保养计划,设备绩效信息等，功能具有较大的可伸缩性，上可扩展至设备前期管理，下可涵盖整个设备中后期管理过程。
MES中的设备管理主要为车间各业务系统服务，并与生产过程紧密集成，强调设备的过程管理。
MES中的设备管理信息通过EAM实现内部共享，并与上层ERP系统实现信息集成。
EAM中的设备管理系统具有如下几个特点:
设备管理系统要为EAM系统中的其他模块提供完整、准确的设备数据信息支
持，实现设备信息共享。
设备管理系统可以为工艺部门编程并提供设备的数据信息，便于编制NC程序，还可为生产调度提供设备状态信息、维修信息等，为EAM准确下达生产计划提供依据。
系统侧重对与生产直接相关的设备信息进行管理。
设备管理系统关注与生产调度计划相关的设备保养信息以及与采购部门相关的备件订购状况等信息的管理。
系统能实现对网络故障请求（如维修请求）的快速响应。
设备系统中的设备维修模块，一改以往传统的打电话通知维修部门的方式，改为及时从网上直接发送详细故障信息反映给维修部门，以便维修部门快速响应现场的维修故障。
系统管理的设备信息具有实时性、可追溯性的特点。
设备管理系统中提供的设备状态信息是设备的实时状态信息，在设备状态变动时，系统自动记录设备当时的信息;当设备发生故障时，维修人员对维修过程进行记录，形成了维修履历，使设备故障具有可追溯性。
系统在符合ANSI/ISA95标准基础上，在适合自身管理需求下，能做到实用、
安全、高效。
设备管理系统可以根据用户自身需求定制一些符合自身特点的管理模块。
系统功能
设备管理系统主要包括如下几个模块:
设备基础信息:
主要管理设备台账信息、设备参数信息（如工作台尺寸、主
轴参数、坐标系等），为生产调度、工艺程编等部门提供设备信息。
设备人员信息:
主要管理设备操作人员、维修人员等信息，设备操作人员信
息为生产计划安排提供设备操作人员的排班信息，维修人员信息为设备故障
处理能够得到快速响应提供保障。
设备实时状态:
设备实时状态管理主要监控设备的实时状态，几种状态发生
的时间，预计处理完成时间，处理人等;为设备故障信息、设备运行状态、
设备综合查询提供数据。
设备实时状态信息来源于数据采集系统。
设备故障管理:
主要管理设备故障处理过程控制，包括从故障发生、处理故
障到故障总结过程中的所有使用的资源、参与人员和活动。
设备保养:
主要管理从生产计划中接收保养计划，维修部门会制定详细保养
计划，以及保养实施记录。
保养时的活动包括保养时间，人员，项目还有设
备的各项参数状况等等。
备件管理:
主要管理备件出入库、采购、库存等信息，为维修人员提供备件库存查询，还可为备件采购提供依据。
能效管理:
通过采集设备使用能源情况和设备产出情况，分析设备能源使用
情况，为生产管理提供依据。
方案特点
设备故障处理作为维修部门的一项重要工作，我们在设备管理系统中建立了一个故障处理中心，监控设备处理过程，使故障的处理过程可视化、透明化、实时化，并且可通过对故障处理中的数据进行分析得到故障处理时间、一段时间内故障发生次数、设备停工时间、设备有效利用率等信息为维修专家系统提供数据，提高故障处理可视化程度，为生产提供依据。
该系统中的处理流程符合ANSI/ISA-95标准对维修维护管理的功能定义，具有一定的通用性。
1.架构与环境
鉴于***的网络硬件资源已经成熟，系统采用标准、成熟、可靠的网络技术与B/S体系结构进行开发，开发平台为.NET平台，开发环境为MSStudio2003，数据库服务器为MSSQLSERVER。
2.设备故障处理流程
设备故障处理过程中，设备实时状态信息会及时反馈给生产相关的各个部门。
当设备发生故障时，设备状态置为“故障中”;当维修部门确认以后，设备状态置为“维修中”;当维修部门维修完成确认后，设备状态置为“完好”。
故障发起
当现场的设备发生故障时，系统自动录入故障设备名称、故障类型、故障性质、故障时间，根据系统内设定的设备相关人员，自动填写设备故障单发送到指定人员，并发送给维修部门。
故障响应
当发送故障信息以后，设备管理系统会立即发出提示信息提示维修人员有设备故障需处理，维修人员便可以进入故障中心在待确认信息列表中确认回复。
处理完确认
当维修人员维修完毕，必须及时在故障中心的待处理信息中回复信息，确认已经排除故障。
故障总结
设备维修人员应该对已经完成确认的故障进行维修故障总结，经过维修组专家审后的有效数据进入专家维修系统，为设备维修专家系统提供数据支持。
通过设备管理系统的应用实施，能够实现对设备的实时监控，对设备故障的快速响应，以及与现场采集数据系统、设备维修专家系统、EAM系统无缝集成的目的。
3.设备能耗管理
针对能耗不清、统计数据不可靠、能源管理缺乏数据依据等存在的问题，本方案创制了实用型智能能耗计量监测系统。
不仅可以实现单台设备的资源和能源分项管理，从而为节资、节能服务，还可以在单台设备、单个流程的监测基础上形成节能监测中心，实时监测资源和能源的消耗情况，从而为科学决策提供依据。
本系统使得管理部门对用能设备的能源使用、调度、审计、考核与指导成为可能，从而实现节能管理精细化、标准化。
实时监视生产过程中的用能情况;
可进行能耗数据的记录、分类、整理和分析，形成对用能部位的有效的节
能控制手段;
可指导运行管理，实现节能降耗、降低生产成本、提高用能水平的目的;,可实现企业用能的管控一体化、信息的集成和节能综合控制;
三、智能故障管理系统
智能故障管理子系统是本次设备管理系统的一个重点系统，系统负责完成故障发起、故障响应、故障完确认、故障总结工作流程，形成公司故障处理专家系统数据。
并实现故障管理、故障查询、故障统计等故障管理功能。
它集成了露天煤业地面生产系统中主要设备的故障基础数据，统一管理加工公司第一生产系统机电设备的故障情况。
形成的故障专家系统将为今后的故障处理提供科学的方法和对策。
系统设计目标
智能化故障管理子系统要求构建“实时申报、自动通告、待办提醒、维检关
联”的设备异常和故障管理控制。
如有故障发生，且有必要停机维修，应通
过集控系统迅速传递至管理信息系统中，其中时延不超过3秒钟，管理系统
根据故障类型和等级程度，进入维修排队系统等待应急维修，维修完及时将
反馈信息传至集控系统和相关生产组织人员，恢复生产。
智能化故障管理子系统自动通告维修者、管理者目前有何异常、故障，只要
问题未解决，就不断提醒相关人员监控设备异常状况。
通知方式可采用手机
短信、现场PDA、现场广播、数据包发送至巡更系统等方式。
数据传输要求
快速、准确、及时，系统要求稳定、可靠。
设备的维护保养和动用时间与***股份有限公司的EAM系统相关联。
设备维
修部门通过终端计算机可任意查询或提报设备的相关信息（如查询某台设备
已工作时间、故障次数等，提报某台设备的保养计划等），并可对已更换的
设备进行相关信息修改，以便及刊反应设备的实时情况，给设备的维护保养
和使用提供准确信息。
智能化故障管理子系统的设备故障的信息直接来自于集控系统，当故障发生
时，系统自动在后台处理，将信息自动复制至数据记录中心，在故障解决时，
也直接从集控系统中获取设备信息，要充分发挥管控一体化的优点。
要求结合设备管理子系统要求能够进行综合分析，实现如下内容的考核:
设备作业台时
设备故障停机台时
设备故障次数
设备台时产量（可通过手工录入形成报表）
设备保养停机台时
设备计划停机台时
设备完好率
设备利用率
设备故障率
设备用能情况分析报表（月、年）
设备计划停机台时
流程平均无故障间隔时间
设备实动率
同时要求结合EAM管理，得出重点设备的实动时间、设备平均无故障间隔资料、设备效率等综合指标。
系统功能介绍
1、基础信息管理
基础信息管理包括配置管理、权限管理和故障信息、故障类型管理具体包括以下内容:
配置管理———包括配置系统故障数据服务器地址、故障上传服务器地址、故障专家库地址、通讯协议、传输协议等。
权限管理———多极权限设定，分为功能权限和数据访问权限，功能权限规定使用人员可以访问的软件功能模块，数据访问权限规定使用人员访问数据库字段的权限。
禁止与本系统无关人员使用系统软件，增强系统安全性和数据保密性。
设备信息管理———录入本系统参与管理的每个设备信息，包括设备名称、设备类型、设备购买时间、生产厂家、厂家联系人名称、联系人电话、设备维护部门、责任人、责任人电话等。
设备信息管理可以从EAM
故障类型管理———根据设备类型预定义可能的故障现象，胶带机故障分为:
拉绳、跑偏、打滑、纵撕、堵料、过流、过压、欠压、电机超温等故障。
2、故障发起管理
当现场的设备发生故障时，系统自动录入故障设备名称、故障类型、故障性质、故障时间，根据系统内设定的设备相关人员，自动填写设备故障单发送到指定人员，并发送给维修部门。
也可以手动发起设备故障，工作人员根据需要手动填写故障数据，如点检数据等。
故障发起后，系统自动把故障信息发送到预设的相关维护管理人员，并保持设备状态为“故障”状态，并记录故障开始时间。
故障可以上传的，故障信息发送到故障上传队列。
3、故障处理
设备维护人员收到故障发起后，接受处理，故障状态修改为“维修”状态，维修开始计时。
故障处理时，可以调用故障专家数据库，查看有没有类似故障出现过，如果有，参考其故障解决方法。
如果专家数据库没有类似故障，可以在专家数据库新建一种故障。
故障处理完毕后，设置设备状态为“完好”状态，故障计时结束。
4、故障总结
故障处理完毕后，应该由专家组确定本次故障原因、故障处理方法等科学分析结论，形成企业知识库，供今后故障处理参考。
也可以手动输入曾经的故障处理方法，把每个专家或现场维护人员的故障处理经验凝结成公司专家经验。
5、设备运行管理
通过实时采集设备运行数据，本系统提供设备运行指标管理，包括设备作业台时、设备故障停机台时、设备故障次数、设备台时产量（可通过手工录入形成报表）、设备保养停机台时、设备计划停机台时、设备完好率、设备利用率、设备故障率、设备计划停机台时、流程平均无故障间隔时间、设备实动率等。
6、故障信息管理
可以按时间段、单台设备、单个流程、整个系统查询设备故障信息，可以查询某一类型故障的所有设备和发生故障的时间、处理故障的情况。
并形成设备故障报表。
也可以把不同的设备故障显示在统计图表内对比显示。
统计图可以是柱形、饼型等图形显示。
7、故障上传
故障上传方式可以设置成自动上传、队列上传、手动上传的方式，自动上传时故障发起后自动按照与EAM的数据交换格式生成上传表单，压缩后发送到EAM中。
队列上传功能克服了网络系统故障引起的上传失败的可能。
系统实现方法
EAM接口EAM系统
故障专家系统处理结果修改故障处理方式查询预警系统
故障处理自动通告维修排队保养计划系统功能故障查询统计报表设备工作时间故障次数停机台时
故障发起自动录入设备状态故障工单
管理数据库设备信息故障等级故障类型点检数据
基础运行数据库控制系统接口数据
破碎机故障集控系统胶带停机胶带保护
图6-3智能故障子系统结构图
本系统运行在MicrosoftWindows操作系统，MSSQLSERVER数据库平台下，采用BorlandDelphi开发工具开发，具有非常好的通用性和扩展性。
基础数据来自集控系统软件平台，其中皮带运行数据通过PLC采集，Intouch平台软件形成实时数据库和历史数据库，配置25000点实时I/O通道和5000点历史数据通道。
实时数据采集速度能够达到ms级。
皮带保护数据通过RS485网络进入Intouch平台软件，形成实时数据和历史数据。
故障管理子系统通过读取Intouch平台数据库故障数据，形成统一的管理数据库。
Delphi开发软件通过ODBC通用接口或MSDAO接口操作管理数据库数
据。
实现各种管理功能。
同时，智能故障管理系统把上传数据传送到EAM接口，
由EAM接口实现与EAM数据共享功能。
四、电量管理系统
设计目标
电量监测管理子系统通过数据远程集抄，可以实现如下功能:
得出生产能耗曲线分析图，实时掌握设备的耗能是否异常，是否需要维修保
养，是否需要技改技革等。
对于能耗曲线图，要求产能和能耗的比值信息准确的反映出相关设备的生产
效率和趋势。
对于异常显示部分，在图上要有实时分析功能。
能考核工班作业人员的工作效率（通过单位时间内作业量、单位作业时间内
能耗情况及其比值来考量效率）。
可以计算出设备空载、满载、过载等设备参考作业运行系数，便于设备日常
管理。
功能介绍
1、功能范围
本系统用电管理系统是变电站自动化系统的有效补充，变电站保护系统针对10KV或110KV的供电回路的安全性和操作性提供操作和保护，用电管理系统满足能源甚至是用电管理的需求。
用电监控管理系统，集变配电系统、胶带运行系统、破碎系统、除尘系统等数据采集、显示计量于一体，运用先进的数据分析挖掘技术，实现科学管理决策。
对变配电系统各种运行开关量状态和各种电参数进行实时采集、显示和计量。
（需要传感器支持）。
对胶带系统、破碎机系统、除尘系统等非电力数据的采集、显示和计量。
对能源系统的经济运行、负荷分析、躲峰填谷、经济核算、合理调度等科学管理作用。
2、采集控制功能
用电监控管理系统可以实现“三遥”功能，即遥测、遥控、遥信。
遥测:
通过数据采集终端、监测模块实现对所有回路电量采集。
遥信:
通过数据采集终端、监控模块实现对所有开关量的采集。
遥控:
通过数据采集终端、监控模块实现对PLC、继电器、接触器等远程控制功能。
3）实现对电力设备耗能的计量,实现管理成本的精确核算。
用电监控管理系统实现能耗及用电成本统计功能，减少“跑、冒、滴、漏”，完善内部能量考核管理，真正体现“管理出效益”的意义。
实现根据系统组态画面、实时采集数据列表及历史数据库分析每个回路的实际用电量，可按回路的名称、站号记录用电量情况。
实现主要的耗电源回路分析。
实现各回路的电能计量和有关配电回路能量消耗的查看。
根据用电成本来优化电力合同，达到供电单位对电能更好的分配管理。
实现峰谷平计费。
（4）实现对整个能源系统运行的综合监测,提高系统的安全保护能力
用电监控管理系统提供对能源设施及设备的监控及数据分析，可提高能源系统的安全保护能力，便于及时处理以避免事故或隐患的出现（如火灾等），减少损失。
通过设定参数的阈值，实现各种电量的越限报警和对潜在的事故进行预报警功能。
供配电系统出现异常时，可以及时了解到有关故障信息（故障原因、性质、地点及发生时间），来指导维修，减少故障的处理时间及停电时间。
（5）实现对整个能源系统问题诊断，以发现系统中存在的问题，从而实施有效改善。
（需要传感器支持）
用电监控管理系统可以诊断供电质量（谐波失真度THD,最大、最小、平均
值,电压合格率）实时分析功能，便于分清供电单位和用电单位的责任。
（6）实现对整个能源系统运行数据分析,提升企业管理决策能力。
用电监控管理系统可以改善用电系统管理。
通过历史记录的电力参数，及时掌握每天或季节负载特性。
在供配电系统内优化能耗的分配，均衡负载;减少潜在的停电事件。
系统配置历史数据库管理系统，可以实现各种记录根据用户要求按照对象、性质、时间等项目进行检索，以便进行查询和故障分析。
系统具有对测量数据及开关跳闸次数等信息的按日、月、委、季、年等进行统计报表功能。
系统可以统计和打印所监控的所有电流值、电压值、功率值、频率值、功率因数值以及这些参数一天24小时变化曲线。
统计和打印各断路器运行状态变化时间及故障报警时间、类别及操作人信息。
统计和打印有功电度、无功电度的一天24小时内单位小时用电量及电量棒图，同时具有峰谷计费功能。
（7）用电监控管理系统实现能源管理智能化、信息化，提升企业的核心竞争力。
开放性技术，实现各类智能设备的数据协议自动转换;及与其他软件的
数据接口。
构造企业信息平台，通过系统能源监控数据与EAM系统整合，利用先
进的数据挖掘技术，使生产效率和市场效益最大化。
通过系统设备运行数据，制定临时或定期的设备维修计划;按计划维修、
减少运营和维修成本。
实现系统数据资源共享、供配电设备综合档案管理等诸多优点，为现代
化管理提供了坚实、可靠的基础。
实现方法
EAM接口EAM系统
用电查询设备用电查询（单条胶带、单套破碎机用电查询）、用电曲线系统用电统计设备用电统计（胶带用电统计、破碎机用电统计）、曲线分析图功能
用电报表设备能耗报表（日报、周报、月报、季报、年报）
管理数据库设备信息用电规划
基础运行数据库控制系统接口数据
集控系统电量表设备运行状态
图6-4用电管理
五、产量管理系统
设计目标
产量管
升级会员 